发动机压缩释放式制动器及其制动方法与流程

1.本发明涉及发动机制动技术领域，具体涉及一种发动机压缩释放式制动器及其制动方法。


背景技术：

2.长途运输的商用车行驶在长缓坡道路上需要常常使用制动，但是，不断使用脚刹的轮式制动来降低车速，长时间使用轮式制动会导致刹车片温升过快，进而导致刹车片温度过高而很可能发生制动效果降低甚至失效，很容易造成重大的不可挽回的人身安全隐患和财产损失，这也是在地形复杂的山路经常发生重大交通事故的重要原因之一。因此，对商用车配备辅助制动装置是很有必要的。
3.通常的辅助制动有液力缓速器、发动机排气制动、发动机摇臂制动等形式。液力缓速器体积大、重量大，不利于汽车轻量化的实现；发动机排气制动制动功率并不是太高，通常需要和发动机摇臂制动配合使用；发动机摇臂制动具有质量轻，制动功率高等特点。发动机摇臂制动工作原理是：当发动机摇臂制动启用时，发动机排气门在凸轮上的小桃尖驱动下在发动机压缩冲程上止点的位置附近打开，此时缸内已经被压缩的高能气体迅速排出缸外，从而释放掉压缩气体的能量，达到制动效果，发动机的能量在此之后不断被往复释放消耗，最终使车辆减速，而不至于使刹车片温升过高，使得安全可靠。发动机制动从结构原理上分为泄气式制动和压缩释放式制动，其中压缩释放式制动根据结构形式分为桥式制动、专用摇臂制动、集成摇臂制动。
4.当前行业内的集成式发动机制动摇臂结构笨重、结构复杂、响应慢，可靠性低，笨重的结构不利于汽车轻量化的实现。当前的压缩释放式制动的控制有采用顶置式的压缩释放式制动系统，体积笨重、成本高；也有采用单独的液压控制阀机构置于摇臂上的结构，整体因控制阀机构的存在增加了摇臂本体的重量，且结构复杂，不利于汽车轻量化的实现。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，提供一种结构紧凑、轻巧的发动机压缩释放式制动器及其制动方法。
6.一方面，为实现上述目的，本发明所设计的发动机压缩释放式制动器包括制动摇臂、摇臂轴及制动执行机构，所述制动摇臂通过摇臂轴孔安装在所述摇臂轴上，所述制动执行机构安装在所述制动摇臂上，所述制动器还包括制动油路控制机构，所述制动油路控制机构与所述制动摇臂内的制动油路连通，所述制动油路控制机构包括滑块及弹性复位件，所述滑块可在垂直于所述摇臂轴的轴线方向上滑动以压缩或释放所述弹性复位件，所述滑块在滑动过程中选择性地打开所述通向所述制动执行机构的液压腔的制动进油口并关闭通向制动摇臂外的泄油口或者关闭所述摇臂进油口并打开所述泄油口。
7.在一实施例中，所述滑块及所述弹性复位件安装在所述制动摇臂上的滑动槽内，所述进油口和所述泄油口分别连通至所述滑动槽。
8.在一实施例中，所述滑块、所述滑动槽呈弧形且环绕所述摇臂轴孔外圈方向，所述弹性复位件为片簧，所述片簧的两端分别连接至所述滑块的一端和所述滑动槽的一端。
9.在一实施例中，所述制动进油口设置在所述滑动槽的底部并与所述摇臂轴的出油孔选择性地连通，所述泄油口设置在所述滑动槽的底部并与所述制动进油口分别位于所述滑动槽的两相对端，所述制动摇臂上还开设有连通所述滑动槽所述制动摇臂外部的外泄油通道。
10.在一实施例中，述制动摇臂包括摇臂本体及端盖，所述端盖盖合在所述摇臂本体上的所述摇臂轴孔处的轴线方向一侧的端面上，所述滑动槽开设在所述摇臂本体上与所述端盖相对处，所述端盖将所述制动油路控制机构封闭所述即滑动槽内。
11.在一实施例中，所述制动器还包括单向阀，所述单向阀所述滑动槽与所述制动执行机构的液压腔之间的制动油路上，以单向开启从所述制动进油口到所述液压腔之间的制动油路。
12.在一实施例中，所述单向阀安装在所述制动摇臂上沿平行于所述摇臂轴的轴线方向的单向阀圆柱孔中。
13.在一实施例中，所述单向阀包括单向阀球阀、单向阀球阀座、单向阀弹簧及单向阀限位螺钉，所述单向阀限位螺钉与所述制动摇臂通过螺纹紧固连接，所述单向阀弹簧置于所述单向阀限位螺钉与所述单向阀球阀座之间，所述单向阀球阀座的导向杆插入所述单向阀弹簧内，所述单向阀球阀座的球窝面与所述单向阀球阀贴合，所述单向阀球阀选择性地封闭或打开所述制动油路上的单向阀进油口。
14.在一实施例中，所述制动执行机构安装在所述液压腔内且包括制动执行活塞及回位弹片，所述回位弹片一端与所述制动摇臂固定，所述回位弹片的弹性端部紧贴所述制动执行活塞的底面。
15.在一实施例中，所述制动执行机构还包括调整螺栓、调整螺母及锁紧螺母，所述调整螺栓与所述液压腔上部的所述制动摇臂通过螺纹连接，所述调整螺母与所述调整螺栓通过螺纹连接，所述调整螺栓底部有设有伸入所述制动执行活塞的制动活塞孔内部的凸缘，所述调整螺栓的凸缘部分伸入所述制动执行活塞的制动活塞孔内部，所述锁紧螺母的内孔直径小于所述调整螺栓的凸缘尺寸将所述凸缘限位在所述制动活塞孔内。
16.另一方面，本发明所设计的发动机压缩释放式制动器的制动方法：当接通制动电磁阀时，发动机从正常工作模式转换为制动模式，制动液压油经过所述制动电磁阀流经所述摇臂轴，再通过所述制动摇臂进油口进入到所述滑块的一侧，制动液压油推动所述滑块滑动并压缩所述弹性复位件，所述滑块滑动至将所述制动进油口暴露，制动液压油由制动进油口流经所述制动油路进入所述液压腔内推动制动执行机构执行制动；当接通制动电磁阀时，发动机从制动模式转换为正常工作模式，所述滑块一侧的制动液压油减少，所述滑块在所述弹性复位件的作用下滑动复位，所述泄油口露出，所述制动执行机构复位，所述液压腔内的制动液压油流经所述泄油口通过外泄油通道流出制动摇臂。
17.在一实施例中，所述制动液压油为润滑油，所述外泄油通道设置在朝向所述制动执行机构的方向并外露于所述制动摇臂。
18.本发明的有益效果是：本发明的发动机压缩释放式制动器及其制动方法中，制动油路控制机构绕摇臂轴周向布置在摇臂本体内，大大减小整个制动摇臂的体积，节省整机
布置空间，有利于汽车轻量化的实现；本发明的发动机压缩释放式制动器中，制动液压油的进油与泄油由制动油路控制机构中的滑块的受制动液压油压力与受片簧的弹性恢复力在滑动槽内滑动实现切换，结构巧妙而简单，有利于提高制动系统的可靠性；制动执行机构的回位通过回位弹片来实现，具有结构简单、成本低，可靠性高的特点。
附图说明
19.图1为本发明优选实施例的发动机压缩释放式制动器的分解结构示意图；
20.图2为图1中的发动机压缩释放式制动器装配后去掉端盖的立体结构示意图；
21.图3为图2中的发动机压缩释放式制动器在制动开启前初始状态的局部剖视图；
22.图4为图2中的发动机压缩释放式制动器在制动开启后工作状态的局部剖视图；
23.图5为图1中的发动机压缩释放式制动器的剖视图；
24.图6为图5中a部分的放大图；
25.图7为图1中的发动机压缩释放式制动器的另一角度的剖视图；
26.图8为沿图7中x
‑
x方向的剖视图。
27.图中各元件标号如下：
28.端盖(1)、滑块(2)、片簧(3)、调整螺母(4)、摇臂本体(5)、单向阀球阀(6)、单向阀球阀座(7)、单向阀弹簧(8)、单向阀限位螺钉(9)、锁紧螺母(10)、调整螺栓(11)、制动执行活塞(12)、螺钉(13)、回位弹簧片(14)、摇臂轴孔(15)、摇臂进油口(16)、滑槽(17)、制动执行活塞液压腔(18)、泄油口(19)、外泄油通道(20)、单向阀进油孔(21)、制动执行活塞进油孔(22)。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
30.针对现有的制动器结构复杂、体积较大的问题，本发明设计了一种发动机压缩释放式制动器及其制动方法，发动机压缩释放式制动器包括制动摇臂、摇臂轴(图未示)、制动油路控制机构、单向阀及制动执行机构，其中，摇臂轴安装在制动摇臂上的摇臂轴孔中，制动油路控制机构、单向阀安装在制动摇臂内的制动油路上，制动执行机构连接在摇臂上。制动液压油流经摇臂轴进入制动摇臂的制动油路，制动油路控制机构在制动液压油的液压作用下打开制动油路，使得制动液压油通过单向阀计入制动执行机构，从而执行制动。
31.请结合参阅图1和图2，本发明优选实施例的发动机压缩释放式制动器中，制动摇臂包括摇臂本体5及端盖1，端盖1盖合在摇臂本体5上摇臂轴孔15处的轴线方向一侧的端面上，从而将制动油路控制机构封闭在摇臂本体5形成的腔体(即滑动槽17)内。
32.摇臂本体5的摇臂轴孔15的侧壁上开设有摇臂进油口16，摇臂进油口16一端与摇臂轴的出油孔对准，另一端连通至滑动槽17的一端。即，制动液压油可通过摇臂轴的出油孔进入摇臂进油口16，再经由摇臂进油口16进入到滑动槽17的一端。
33.摇臂本体5上还开设有制动执行活塞液压腔18和外泄油通道20，如图7和图8中所示。制动执行活塞液压腔18开设在摇臂本体5的一侧，用于安装制动执行机构，摇臂本体5的滑动槽17的底面设有通向单向阀的一端的制动液压油油道，制动液压油油道由单向阀侧壁通向制动执行活塞液压腔18的上端。外泄油通道20连通滑动槽17 与摇臂本体5外部，将滑
动槽17内的制动液压油向外泄出。
34.制动油路控制机构设置在摇臂轴孔15的周向，包括滑块2及片簧3，滑块2可滑动地安装在摇臂本体5上开设的滑动槽17内并由端盖1从一侧盖合，片簧3的两端分别与滑块2一端和滑动槽17的一端相连，片簧3的弹性恢复力提供给滑块2使得滑块2在滑动槽17 内向初始位置滑动。在图示实施例中，滑块2呈绕摇臂轴孔15的轴线的弧形，对应地滑动槽17也呈绕摇臂轴孔15的轴线的弧形，于是滑块2可以绕摇臂轴滑动，滑块2在滑动槽17内的滑动运动也是绕摇臂轴孔15的轴线的转动。在其它实施例中，滑块2与滑动槽17可以采用直线型滑块与滑槽的结构。无论滑块2为弧形滑块还是直线滑块，滑块2的运动方向在垂直于摇臂轴的轴线方向上，使得制动摇臂在摇臂轴的轴线方向上的尺寸较为紧凑，减小制动摇臂的厚度。
35.请结合参阅图5和图6，图示实施例中，单向阀设置在摇臂本体 5上沿平行于摇臂轴的方向开设的单向阀圆柱孔中，包括单向阀球阀 6、单向阀球阀座7、单向阀弹簧8及单向阀限位螺钉9，单向阀限位螺钉9与摇臂本体5通过螺纹紧固连接，单向阀限位螺钉9拧入的一端加工有定位凸台，用于单向阀弹簧8的定位。单向阀球阀座7的导向杆插入单向阀弹簧8内，实现导向作用。单向阀球阀座7的窝面与单向阀球阀6贴合安装，接触密封。
36.图实施例中，制动执行机构包括调整螺栓11、调整螺母4、锁紧螺母10、制动执行活塞12及回位弹片14，调整螺栓11与制动执行活塞液压腔18上部的摇臂本体5通过螺纹连接，调整螺母4与调整螺栓11通过螺纹连接。调整螺栓11底部有设有凸缘，调整螺栓11的凸缘部分伸进制动执行活塞12的制动活塞孔内部，然后通过环状的锁紧螺母10限位，锁紧螺母10内孔直径小于调整螺栓11的凸缘尺寸。回位弹片14通过2个螺钉13与制动摇臂本体5紧固，回位弹片14 的弹性端部紧贴在制动执行活塞12的底面，当制动关闭，制动液压油的油压卸去，制动执行活塞12在回位弹片14的作用下回位。
37.上述发动机压缩释放式制动器的制动方法如下：
38.当需要开启发动机制动时，开启制动电磁阀，制动液压油经过电磁阀流经摇臂轴，再通过摇臂轴上径向的油道进入到摇臂本体5上的摇臂轴孔15处与之对齐的摇臂进油口16；制动液压油流入滑动槽17 中滑块2的一侧，制动液压油的压力推动滑块2滑动(如图3和图4 中所示的逆时针方向)并压缩片簧3；当滑块2滑动到一定程度后，设置在滑动槽17底部的单向阀进油口21暴露在滑块2接触制动液压油的一侧，制动液压油进一步由单向阀进油口21流经单向阀旁的制动液压油油道由制动执行活塞进油孔22进入制动执行活塞液压腔18 内；制动执行活塞液压腔18内的制动液压油油压推动制动执行活塞 12沿制动执行活塞液压腔18运动(如图4中所示向下运动)，从而实现发动机压缩释放、执行制动。
39.当需要关闭发动机制动时，关闭制动电磁阀，摇臂轴孔15处的摇臂进油口16压力骤然大幅降低，滑块2在片簧3的作用下沿滑动槽17滑动复位到初始位置，滑块2堵住滑动槽17底部的单向阀进油口21，泄油口19露出；制动执行活塞12在回位弹片14的作用下复位(如图4中所示向上运动)，泄油口19露出；泄油口19与摇臂本体5上的单向阀圆柱孔及制动执行活塞液压腔18的制动执行活塞进油孔22相通(如图5和图7中所示)，制动执行活塞液压腔18内的高压制动液压油油流经制动执行活塞进油孔22、单向阀圆柱孔、泄油口19、外泄油通道20流出制动摇臂，实现泄油。流出制动摇臂的制动液压油可作为润滑油，外泄油通道20的出口朝向制动执行机构的外露于制动摇臂的部分，可实现对制动执行活塞12的象足等运动部
件进行飞溅润滑，最终回流至油底壳。
40.与现有技术相比，本发明的发动机压缩释放式制动器及其制动方法至少具有以下益效果为：
41.(1)本发明的发动机压缩释放式制动器中，制动油路控制机构绕摇臂轴周向布置在摇臂本体内，大大减小整个制动摇臂的体积，节省整机布置空间，有利于汽车轻量化的实现；
42.(2)本发明的发动机压缩释放式制动器中，制动液压油的进油与泄油由制动油路控制机构中的滑块的受制动液压油压力与受片簧的弹性恢复力在滑动槽内滑动实现切换，结构巧妙而简单，有利于提高制动系统的可靠性；
43.(3)制动执行机构的回位通过回位弹片来实现，具有结构简单、成本低，可靠性高的特点。
44.本发明的以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。